Chemical Analysis of Iron Meteorites Using a Hand-Held X-Ray Fluorescence Spectrometer

Authors


Abstract

We evaluate the performance of a hand-held XRF (HHXRF) spectrometer for the bulk analysis of iron meteorites. Analytical precision and accuracy were tested on metal alloy certified reference materials and iron meteorites of known chemical composition. With minimal sample preparation (i.e., flat or roughly polished surfaces) HHXRF allowed the precise and accurate determination of most elements heavier than Mg, with concentrations > 0.01% m/m in metal alloy CRMs, and of major elements Fe and Ni and minor elements Co, P and S (generally ranging from 0.1 to 1% m/m) in iron meteorites. In addition, multiple HHXRF spot analyses could be used to determine the bulk chemical composition of iron meteorites, which are often characterised by sulfide and phosphide accessory minerals. In particular, it was possible to estimate the P and S bulk contents, which are of critical importance for the petrogenesis and evolution of Fe-Ni-rich liquids and iron meteorites. This study thus validates HHXRF as a valuable tool for use in meteoritics, allowing the rapid, non-destructive (a) identification of the extraterrestrial origin of metallic objects (i.e., archaeological artefacts); (b) preliminary chemical classification of iron meteorites; (c) identification of mislabelled/unlabelled specimens in museums and private collections and (d) bulk analysis of iron meteorites.

Abstract

Nous évaluons la performance d'un spectromètre portable XRF (HHXRF) pour l'analyse chimique globale de météorites de fer. La précision analytique et l'exactitude ont été testées sur des alliages de métaux de référence certifiés et des météorites de fer de composition chimique connue. Avec une préparation minimale de l'échantillon (c'est à dire avec des surfaces plates ou plus ou moins polies) l'HHXRF a permis la détermination précise et exacte de la plupart des éléments plus lourds que le Mg, et présentant des concentrations supérieures à 0,01% m/m dans les alliages de métaux de référence certifiés, et des éléments majeurs Fe et Ni et mineurs Co, P et S (allant généralement de 0,1 à 1% m/m) dans les météorites de fer. En outre, des analyses ponctuelles multiples HHXRF peuvent être utilisées pour déterminer la composition chimique globale de météorites de fer, qui sont souvent caractérisées par la présence de minéraux accessoires de type sulfures et phosphures. En particulier, il a été possible d'estimer les teneurs en P et S, qui sont d'une importance cruciale pour la compréhension de la pétrogenèse et de l'évolution des liquides riches en Fe-Ni et des météorites de fer. Cette étude valide donc l'HHXRF comme un outil précieux pour l'étude des météorites, permettant une rapides et non-destructive (a) identification rapide de l'origine extraterrestre des objets métalliques (versus les artefacts archéologiques); (b) classification chimique préliminaire des météorites de fer; (c) identification des spécimens mal étiquetés/non identifiés dans les musées et les collections privées et (d) analyse globale de météorites de fer.

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